自動3D光度分布曲線テスト用の光強度測定装置

要約：

光度は照明製品の最も基本的な測光パラメータであり、 光強度を測定する機器 は、照明器具の配光性能評価、製品の研究開発、輸出認証に不可欠な試験装置です。従来の測光試験装置は通常、不完全な試験角度、照明器具の種類への適応性の制限、固定された試験距離などの制約を受けます。本稿では、 LISUN LSG-6000 LM-79 本研究では、垂直ゴニオフォトメーターシステムを研究対象としています。この光強度測定装置は、3D光強度分布曲線のスキャンと取得を自動的に完了できます。試験距離は顧客の要求に応じてカスタマイズでき、LED光源、植物育成ライト、HID光源、屋内および屋外照明、街路灯、投光器など、さまざまな光源の試験要件を満たすことができます。本論文では、この装置の動作原理、ハードウェアアーキテクチャ、主要な技術指標について詳しく説明し、異なるサブモデルの適応性を比較し、準拠する国内外の標準システムを整理し、さまざまなカテゴリの光源における光強度測定装置の適用効果を実際の試験シナリオと組み合わせて分析し、照明企業や第三者試験機関の光分布試験室の機器選定のための技術的参考資料を提供します。

導入：

固体照明技術の急速な進化に伴い、LED、植物育成ライト、高出力投光器、道路街路灯などの製品が市場に広く投入されています。照明器具はもはや光束と電力だけに注目するのではなく、三次元空間光強度分布がスポット形状、照射範囲、グレアレベル、照度均一性を直接決定し、これが照明光学設計、エンジニアリングシミュレーション、国内外の認証の核心的な基礎となっています。 LM-79-19, LM-79-24、 EN13032-1 また、CIE121では、固体照明製品には、IESおよびLDT形式の配光ファイルを生成するために、完全な全空間配光強度分布試験データが必要であることが明確に規定されており、これらのファイルは、Dialuxなどの照明シミュレーションソフトウェアにインポートして、エンジニアリングシミュレーション計算に使用できます。

光強度を測定する機器には多くの種類があります。一般的な単点光度計は、一方向の光強度しか測定できず、完全な三次元光分布を得ることはできません。従来のランプ回転ゴニオフォトメーターは、測定対象の照明器具を機構とともに回転させます。高出力で重量のある照明器具を回転させると、温度ドリフトや姿勢のずれが発生し、測定誤差が生じます。C型クラス4ゴニオフォトメーターの「固定照明器具と回転プローブ」アーキテクチャを採用することで、 LISUN LSG-6000 LM-79 垂直ゴニオフォトメーターシステムは、上記の問題点を解決し、3D光強度分布曲線の自動取得を実現します。測定距離は、顧客の暗室環境や規格要件に合わせてカスタマイズ可能で、様々な光源の測定に対応し、世界中の照明検出研究所で広く使用されています。

1．光強度を測定する装置の動作原理とハードウェアの特徴 — LSG-6000 システム

その LSG-6000 回転プローブ式垂直ゴニオフォトメーターは、光強度を測定する全空間測定装置です。その基本機構は以下のとおりです。測定対象照明器具は動作中、完全に静止した状態を保ちます。近視野プローブとミラーは測定対象照明器具の周囲を円を描くように回転し、遠視野プローブとミラーは同期して移動します。プローブは、各立体角における光源の光強度信号を連続的に収集します。システムは、すべての角度ノードで測光データを収集し、3次元光強度データベースを構築します。そして、3次元光強度分布曲線を自動的に出力し、同時に、領域光束、発光効率、UGRグレア評価、等照度曲線、有効ビーム角など、測光パラメータの全セットを計算します。

光強度を測定するこの機器の主なハードウェア構成：

1. 駆動システム：ドイツ製デコーダを搭載した三菱製サーボモーターを採用し、ジッターのないスムーズな機械的始動と停止を実現し、高い角度位置決め精度を保証します。角度精度は0.05°、角度分解能は0.001°に達し、γスキャン角度範囲は±180°（0～360°）で、全空間デッドアングルフリーのスキャンテストを実現します。
2. 測光プローブ：標準装備として、DIN5032-6 / CIE pub1.No.69に準拠したf1′<1.5%のクラスL定温測光プローブが付属します。オプションで、紫外線光源の光分布試験を完了するためのUVA、UVB、UVC専用UVプローブも利用可能です。
3. 位置決め校正：クロスレーザー校正装置を使用して、試験対象光源の光学的中心位置を迅速に決定し、手動クランプによる系統誤差を低減します。
4. 拡張モジュール LSG-6000CCD: マッチングしました LPCE-2 高精度CCD分光放射計を搭載しており、空間スペクトル放射分布測光計にアップグレードすることも可能です。光強度に加え、空間相関色温度分布、PAR、PPF、および植物照明におけるPPFDの空間分布パラメータも測定できます。
5. ソフトウェアとインターフェース：RS-485/USB通信、Win7～Win11オペレーティングシステムに対応したバイリンガルソフトウェア。テスト結果はCIE、IES、LDT標準フォーマットでエクスポートでき、照明シミュレーションソフトウェアと直接接続できます。

LM-79 移動検出型変角光度計(ミラータイプC) AL

2 LSG-6000 シリーズモデル仕様パラメータ

照明器具のサイズや重量が異なるため、この光強度測定器は、暗室の設置環境に合わせて4つの仕様バージョンに分かれています。各モデルの主要パラメータは表1に示されています。

表1 パラメータ LSG-6000 シリーズ垂直ゴニオフォトメーター

一方、この装置には固定されたテスト距離はありません。顧客の暗室スペースや要件に合わせてカスタム設計できます。 LM-79 また、さまざまな認証基準の要件を満たすために、試験距離に関するCIE規格も適用しています。

3. 国内および国際標準システムに準拠

この光強度測定器は、国内外の複数の測光試験規格に完全に準拠しており、製品輸出認証のための重要なハードウェア基盤として機能します。

1. 北米規格： LM-79-19, LM-79-24 *固体照明製品の測光量および電気量の測定方法*、LED照明製品のENERGY STAR認証の中核となる試験条件。
2. 欧州規格: EN13032-1 クラス4ゴニオフォトメーターの要件に関する条項6.1.1.3、（EU）2019/2015;
3. CIE国際規格： CIE S025, CIE-121 *照明器具の測光およびゴニオフォトメトリー*
4. その他の国際規格： SASO2902 サウジ・スタンダード、 IS16106 インド規格
5. 国内規格：照明器具の測光測定に関するGB/T24824、GB/T9468、GB/T22907などの国家規格。

試験済みの3D光強度分布データおよび光分布ファイルは、国内の第三者試験機関による報告書作成だけでなく、中東、ヨーロッパ、アメリカ、東南アジア市場向けの製品適合性試験にも使用できます。

4. 光強度を測定する装置の多種光源試験への応用 LSG-6000

4.1 LED光源および屋内照明器具の試験

LEDダウンライト、パネルライト、スポットライトなどの屋内照明器具には、光強度分布、UGRグレア値、上下方向光束、有効ビーム角などのパラメータが必要です。この光強度測定器は、自動的にスキャンして完全な3D光強度分布曲線を取得します。光強度データは、等照度図や輝度制限曲線の計算に使用でき、屋内照明器具のグレアが基準値を超えているかどうかを評価することで、研究開発担当者が反射板やレンズの光学構造を最適化するのに役立ちます。エクスポートされたLDTファイルとIESファイルは、Dialuxソフトウェアにインポートして、オフィスや教室の屋内照明シミュレーション計算を完了できます。

4.2 植物育成用光テスト

植物照明には、光合成有効放射（PAR）、PPF、PPFDの空間分布に関する厳しい要件があります。 LSG-6000CCD CCD分光モジュールを搭載した光強度測定器は、可視光強度の三次元分布を測定できるだけでなく、光合成パラメータの空間分布を直接測定し、温室や植物工場における照明計画シミュレーション用の標準光分布ファイルを出力することも可能です。これにより、総PPFしか測定できず空間分布を取得できない従来の光度計の欠点を解消します。

4.3 HID光源テスト

メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどのHID光源は、高出力かつ高発熱を特徴としています。本装置の試験中、光源は静止した状態を保つため、照明器具の熱状態は機械的な回転によって乱されることなく、従来のターンテーブル式装置における回転による熱オフセット誤差を排除し、高出力ガス放電光源の全空間光強度分布を正確に収集することで、従来の産業用照明器具や鉱山用照明器具の試験要件を満たします。

4.4 街路灯、投光器、その他の屋外照明の試験

道路街灯や方形投光器は、広い照射角度範囲を持っています。最大許容高さ間隔比と路面照度均一性を計算するには、完全な3D光強度データが必要です。特大バージョン LSG-6000Lは、大型高出力街路灯や投光器に対応可能です。試験距離はご要望に応じてカスタマイズでき、全空間の光強度を収集し、配光ファイルを道路照明工学シミュレーション用にエクスポートできます。また、一体型LED街路灯のLB/T001測定方法に関する検出要件も満たしています。

5. テストパラメータの出力とデータ値

光強度を測定する専門機器として、 LSG-6000 3D光強度分布の生データに基づいて、光度、光強度分布、領域光束、発光効率、輝度分布（オプション）、利用率、輝度制限曲線、UGRグレア評価、最大許容高さ間隔比、等照度図、上方および下方光束、等照度曲線、等カンデラ曲線、有効ビーム角、EEIなどの測光パラメータの完全なセットを計算して出力できます。

生の光強度データは、すべての派生パラメータの基礎となります。3D光強度分布曲線は、照明器具のあらゆる方向における光強度を直感的に示します。研究開発担当者は、光学設計上の欠陥を迅速に特定できます。標準化されたフォーマットファイルにより、テストデータと照明設計ソフトウェア間のデータ相互接続が実現し、「製品テスト - 光学シミュレーション - エンジニアリングアプリケーション」という完全なチェーンが形成されます。

6まとめ

その 光強度を測定する機器 照明製品の品質管理、光学研究開発、国内外の認証に不可欠な機器です。 LISUN LSG-6000 LM-79 垂直ゴニオフォトメーターシステムは、C型プローブ回転アーキテクチャを採用しています。被試験照明器具は静止したままなので、回転による温度や姿勢の誤差を排除できます。顧客向けにカスタマイズ可能なテスト距離で、3D光強度分布曲線のテストを自動的に実行できます。LED光源、植物育成ライト、HID光源、屋内および屋外照明、街路灯、投光器など、複数のタイプの照明器具に対応しています。高い多角度精度を備え、UVテストと空間スペクトル拡張をサポートし、 LM-79CIE、EN、GB、その他国内外の標準規格システム。

LSG-6000 S、Standard、B、Lなど複数のバージョンがあり、さまざまな照明器具のサイズ、重量、暗室の場所に対応できます。第三者試験機関と照明企業の研究開発品質検査部門の両方に適しています。照明製品の空間配光性能に対する要求が継続的に高まるにつれて、自動3D配光分布取得とカスタマイズ可能なテスト距離で配光強度を測定する装置が、照明研究所の主流構成になります。さまざまな環境条件下での装置の測定再現性と不確かさ分析に関するさらなる研究を実施して、テストプロセスを最適化し、配光テストデータの信頼性を向上させることができます。